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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gang-Wechsel-Steuerungseinrichtung
für ein Automatik-Getriebe
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Eine
solche, aus der
JP 03-22328 bekannte Gang-Wechsel-Steuerungseinrichtung
für ein
Automatik-Getriebe bewirkt einen Gangwechsel durch Vergleich der
Fahrzeuggeschwindigkeit V und der Drosselklappenöffnung T, die einem Computer
von einem Geschwindigkeitssensor und einem Drosselklappenöffnungssensor
zugeführt
werden, mit einer geknickten Linie (Gang-Wechsel-Linie), welche
die „Fahrzeuggeschwindigkeit/Drosselklappenöffnung”-Kennlinie
darstellt.
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Solche
geknickten Linien bestehen für
das Hochschalten bzw. das Herunterschalten, wie in 5 gezeigt
ist. Die Zahlen in 5 korrespondieren zu jeder der
Gang-Stellungen. So wird zum Beispiel die geknickte Linie A benutzt,
wenn das Hochschalten von der zweiten zur dritten Gang-Stellung bestimmt
wird, und die Linie B wird benutzt, wenn das Herunterschalten von
der dritten in die zweite Gang-Stellung bestimmt wird.
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Etwas
genauer ausgedrückt,
wird beim Wechseln der Gangstellung in Abhängigkeit der augenblicklichen
Drosselklappenöffnung
ein Interpolationswert Vp' auf
der geknickten Linie bestimmt, welche die „Fahrzeuggeschwindigkeit/Drosselklappenöffnung”-Kennlinie
darstellt, und dieser Interpolationswert Vp' wird dann mit der augenblicklichen
Fahrzeuggeschwindigkeit V verglichen, und der notwendige Gangwechsel
wird dann nach den relativen Größen bestimmt.
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Der
Interpolationswert Vp' wird
durch Ablesen einer Steigung ai des geraden Teilstücks, das
mit der Drosselklappenöffnung
Tp korrespondiert, und den Koordinaten (Ti, Vi) des unteren Endes
dieses Teilstücks
berechnet, und folgende Berechnung wird durchgeführt: Vp' =
ai(Tp – Ti)
+ Vi 1),wobei
ai die Steigung des geraden Teilstücks ist.
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Wenn
der Interpolationswert Vp' größer als die
augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit Vp ist, dann wird der Gangwähl-Stellantrieb
angesteuert, um den Gang-Wechsel durchzuführen.
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In
der oben beschriebenen Gang-Wechsel-Steuerungseinrichtung besteht
deshalb bei der Bestimmung eines erforderlichen Gang-Wechsels keine
Notwendigkeit, eine Divisions-Berechnung durchzuführen, um
einen Interpolationswert zu errechnen.
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Die
Berechnung wird deshalb in kurzer Zeit und mit einer geringen Zahl
von Schritten, durchgeführt.
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In
dem oben beschriebenen bekannten Stand der Technik wird die geknickte
Linie (Gang-Wechsel-Linie), welche die „Fahrzeuggeschwindigkeit/Drosselklappenöffnung” Kennlinie
darstellt, in der Form der Steigung der elementaren geraden Teilstücke der
Linie und den Koordinaten (Ti, Vi) der unteren Endpunkte dieser
Teilstücke
gespeichert.
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Da
die Daten im Speicher des Computers als Ganzzahlen dargestellt sind,
mussten die Steigungen dieser geraden Teilstücke deshalb auch als Ganzzahlen
dargestellt werden. Jedoch können
nicht viele Steigungen als Ganzahlen dargestellt werden, so dass
nicht sehr viel Freiheit bei der Festlegung der Gang-Wechsel-Linie
bestand.
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Aus „I. N.
Bronstein, K. A. Semendjajew: Taschenbuch der Mathematik, Verlag
Harri Deutsch, Zürich
und Frankfurt/Main 1974, Seite 168 ff” ist es für sich bekannt, die Steigung
einer Geraden durch Koordinaten ihrer Endpunkte zu definieren.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gang-Wechsel-Steuerungseinrichtung
für ein Automatik-Getriebe
zu schaffen, die bei einem optimalen Gang-Wechsel-Verhalten nur eine
geringe Datenspeicherkapazität
benötigt.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
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Erfindungsgemäß speichert
die Getriebe-Steuerungseinrichtung in einer Speicher-Einheit die graphischen
Koordinaten der Endpunkte eines jeden der geraden Teilstücke der
geknickten Linien, welche die „Fahrzeuggeschwindigkeit/Drosselklappenöffnung”- Kennlinie zum Wechseln
in eine höhere oder
eine niedrigere Gang-Stellung beschreibt. Eine Gang-Wechsel-Bestimmungseinheit
wählt auf
der Basis der von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor erkannten Fahrzeuggeschwindigkeit
und der von dem Drosselklappenöffnungssensor
erkannten Drosselklappenöffnung
zuerst das gerade Teilstück
aus, für
das der Ausdruck x2i > V
oder y2i > T erfüllt ist
und dass den Minimalwert von x2i oder y2i besitzt. Wenn die Bedingung
(T – y1i)(x2i – x1i) < (V – x1i)(y2i – y1i) bezüglich einer
geknickten Linie für
das Hochschalten erfüllt
ist, wird festgelegt, dass zur höheren Gang-Stellung zu schalten
ist, währenddessen,
wenn die Bedingung (T – y1i)(x2i – x1i) > (V – x1i) (y2i – y1i) bezüglich einer
geknickten Linie für
das Herunterschalten erfüllt
ist, festgelegt wird, dass zur niedrigeren Gang-Stellung zu schalten
ist. Dadurch erfolgt eine sehr schnelle Bestimmung eines erforderlichen Gangwechsels
ohne das Erfordernis einer großen Datenspeicherkapazität.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch 2 angegeben.
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
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1 ein
Automatik-Getriebe-System, das eine Gang-Wechsel-Steuerungseinrichtung
nach dieser Erfindung enthält;
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2 ein
Block-Diagramm, das die Gang-Wechsel-Steuerungseinrichtung für ein Automatik-Getriebe
entsprechend einer Ausführungsform dieser
Erfindung zeigt;
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3 ein
Flussdiagramm, das den Ablauf der Steuerungs-Operationen der Vorrichtung
entsprechend der Ausführungsform
dieser Erfindung zeigt;
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4 ein
Kennlinien-Diagramm, das eines der geraden Teilstücke zeigt,
welche die geknickten Linien (Gang-Wechsel-Linien) der Vorrichtung
entsprechend der Ausführungsform
dieser Erfindung bilden;
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5 ein
Diagramm, das geknickte Linien zeigt.
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Mit
Bezug auf 2 wird eine Gang-Wechsel-Steuerungseinrichtung
nach dieser Erfindung, einschließlich einer Steuerungseinheit 4,
in Verbindung mit einem Fahrzeugge schwindigkeitssensor 1 und
einem Drosselklappenöffnungssensor 2 als
Eingabe-Einrichtung,
und einem Satz Gang-Wechsel-Elektromagneten als Gang-Wechsel-Stellglieder veranschaulicht.
Eine Steuerungseinheit 4, die als eine Getriebe-Steuerungseinrichtung
dient, enthält eine
Eingabe-Schnittstelle 4a, eine CPU 4b, einen ROM
(Speicher) 4c, einen RAM 4d, und eine Ausgabe-Schnittstelle 4e.
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Als
nächstes
wird von den Prozessen, die die CPU 4b ausführt, der
Prozess zur Bestimmung eines Wechsels zur höheren oder zur niedrigeren Gang-Stellung
in besonderem Detail mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Im
Schritt S1 werden die Fahrzeuggeschwindigkeit V vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 1 und
die Drosselklappenöffnung
T vom Drosselklappenöffnungssensor 2 eingelesen.
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Im
Schritt S2 wird i auf Eins gesetzt.
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Im
Schritt S3 werden die Koordinaten (x1i, y1i) und (x2i, y2i) der
zwei Endpunkte eines jeden der geraden Teilstücke, die eine die „Fahrzeuggeschwindigkeit/Drosselklappenöffnung”-Kennlinie
für das Hochschalten
darstellende geknickte Linie bilden, vom ROM 4c eingelesen.
In diesem Schritt werden die Koordinaten, die sich auf den Wert
von i (= 1) beziehen, der im vorherigen Schritt S2 gesetzt wurde, zuerst
eingelesen, und dann die Koordinaten, die sich auf den Wert von
i beziehen, der im noch zu beschreibenden Schritt S5 gesetzt wird,
eingelesen. In einem Beispiel der geraden Teilstücke, die eine geknickte Linie
bilden, haben die Koordinaten (x1i, y1i) niedrigere Werte und die
Koordinaten (x2i, y2i) haben höhere
Werte, wie in 4 gezeigt ist.
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Im
Schritt S4 wird die in Schritt S1 eingelesene Fahrzeuggeschwindigkeit
V mit dem Wert x2i der Koordinaten des geraden Teilstücks verglichen,
welcher einen höheren
Wert hat. Ist der Ausdruck V < x2i erfüllt (JA),
dann verzweigt das Programmteil nach Schritt S6, sonnst, falls dieser
Ausdruck nicht zutrifft (NEIN), dann verzweigt das Programmteil
nach Schritt S5. Mit anderen Worten, in diesem Schritt S4 werden
mit der augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit V korrespondierende
gerade Teilstücke
bestimmt, und das gerade Teilstück
mit den kleinsten Werten von (x2i, y2i) wird ausgewählt.
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Falls
das Programm zum Schritt S5 verzweigt, wird der Wert von i um Eins
erhöht
(i = i + 1), dann kehrt das Programmteil zum Schritt S3 zurück, und
der vorstehend beschriebene Bestimmungs-Prozess wird wiederholt.
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Im
Schritt S6 wird bestimmt, ob die Bedingung y1i = y2i zutrifft oder
nicht. Falls die Antwort auf diese Abfrage positiv ist (JA), dann
verzweigt das Programmteil zu Schritt S8, sonst, falls die Antwort auf
diese Abfrage negativ ist (NEIN), dann verzweigt das Programmteil
zu Schritt S7. Ferner wird, falls die Bedingung y1i = y2i erfüllt ist,
das gerade Teilstück
in 4 horizontal ein.
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Im
Schritt S7 wird bestimmt, ob der folgende Ausdruck 2) erfüllt ist
oder nicht. Falls er erfüllt
ist, dann verzweigt das Programmteil zu Schritt S10, und falls er
nicht erfüllt
ist, dann verzweigt das Programmteil nach Schritt S9. Mit anderen
Worten wird in diesem Schritt S7 bestimmt, ob die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit
V und Drosselklappenöffnung
T in einem höheren
Fahrzeuggeschwindigkeits-Bereich sind als die geknickte Linie oder
nicht. Dieses wird in größerem Detail
nachstehend beschrieben: (T – y1i)(x2i – x1i) < (V – x1i)(y2i – y1i) 2)
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Im
Schritt S8 wird bestimmt, ob der Ausdruck T < y1i erfüllt ist oder nicht. Ist dieser
Ausdruck erfüllt (JA),
dann verzweigt das Programmteil zu Schritt S10, und wenn er nicht
erfüllt
ist, dann verzweigt das Programmteil zu Schritt S9. Im Schritt S10
wird bestimmt, dass ein Schalten in eine höhere Gang-Stellung vorzunehmen
ist.
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Andererseits
beziehen sich die dem Schritt S9 folgenden Schritte dem Bestimmen
und Abarbeiten für
das Schalten in eine niedrigere Gang-Stellung.
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Im
Schritt S9 wird der Wert von i auf Eins zurückgesetzt.
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Im
Schritt S11 werden die Koordinaten (x1i, y1i) und (x2i, y2i) der
zwei Endpunkte eines jeden der geraden Teilstücke, die eine die „Fahrzeuggeschwindigkeits/Drosselklappenöffnung”-Kennlinie
für das Herunterschalten
darstellende geknickte Linie bilden, vom ROM 4c eingelesen.
In diesem Schritt werden die Koordinaten, die sich auf den Wert von
i (= 1) beziehen, der im vorherigen Schritt S9 gesetzt wurde, zuerst
eingelesen, und dann die Koordinaten, die sich auf den Wert von
i beziehen, der im noch zu beschreibenden Schritt S13 gesetzt wird,
eingelesen.
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Im
Schritt S12 wird die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit V mit
dem Wert x2i der Koordinaten des geraden Teilstücks verglichen, welcher einen
höheren
Wert hat. Falls der Ausdruck V < x2i
erfüllt
(JA) ist, dann verzweigt das Programmteil nach Schritt S14, sonst,
falls dieser Ausdruck nicht erfüllt ist
(NEIN), dann verzweigt das Programmteil zum Schritt S13. Mit anderen
Worten, in diesem Schritt S12 werden mit der augenblicklichen Fahrzeuggeschwindigkeit
V korrespondierende gerade Teilstücke bestimmt, und das gerade
Teilstück
mit den kleinsten Werten von (x2i, y2i) wird ausgewählt.
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Falls
das Programmteil zum Schritt S13 verzweigt, wird der Wert von i
um Eins erhöht
(i = 1 + 1), dann kehrt das Programmteil zum Schritt S11 zurück, und
der vorstehend beschriebene Bestimmungs-Prozess wird wiederholt.
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Im
Schritt S14 wird bestimmt, ob die Bedingung y1i = y2i zutrifft oder
nicht. Falls die Antwort auf diese Abfrage positiv ist (JA), dann
verzweigt das Programmteil zum Schritt S16, sonst, falls die Antwort
auf diese Abfrage negativ ist (NEIN), dann verzweigt das Programmteil
zum Schritt S15.
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Der
Schritt S14 ist derselbe wie der vorhergehende Schritt S6.
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Im
Schritt S15 wird bestimmt, ob der folgende Ausdruck 3) erfüllt ist.
Falls er erfüllt
ist, dann verzweigt das Programmteil zum Schritt S17, und falls
er nicht erfüllt
ist, dann kehrt das Programmteil zum Schritt S1 zurück. Mit
anderen Worten wird in diesem Schritt S15 bestimmt, ob die augenblickliche
Fahrzeuggeschwindigkeit V und Drosselklappenöffnung T in einem niedrigeren
Fahrzeuggeschwindigkeits-Bereich sind als die geknickte Linie. Dieses
wird in größerem Detail
nachstehend beschrieben: (T – y1i)(x2i – x1i) > (V – x1i)(y2i – y1i) 3).
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Im
Schritt S17 wird bestimmt, dass ein Schalten in eine niedrigere
Gang-Stellung vorzunehmen ist.
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Der
Teil der CPU 4b, der den Prozess nach 3 wie
oben beschrieben ausführt,
korrespondiert mit der Gang-Wechsel-Bestimmungseinheit, die in den
angefügten
Ansprüchen
beschrieben ist.
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Die
oben angegebenen Bestimmungsbedingungen 2), 3) werden jetzt in weiterem
Detail beschrieben.
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Das
in 4 gezeigte gerade Teilstück kann durch die folgende
Gleichung 4) ausgedrückt
werden: T = a(V – x1i) + y1i 4)wobei a = (y2i – y1i)/(x2i – x1i)ist.
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Deshalb
ist die folgende Gleichung 5) zutreffend: T = [(y2i – y1i)/(x2i – x1i)](V – x1i) +
y1i 5).
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Da
Wechsel zu einer höheren
Gang-Stellung bestimmt werden, wenn die Fahrzeug-Betriebsbedingungen auf der niedrigeren
Drosselklappenöffnungsseite
(höhere
Fahrzeuggeschwindigkeits-Seite) der Gang-Wechsel-Linie liegen, wird
bestimmt, dass ein Wechsel zur höheren
Gang-Stellung zu erfolgen hat, wenn die folgende Bedingung zutrifft: T < [(y2i – y1i)/(x2i – x1i)](V – x1i) +
y1i 6).
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Dieser
Ausdruck 6) ist dem obigen Ausdruck 2) gleichwertig. Im Fall eines
Wechsels zur niedrigeren Gang-Stellung ist die Richtung des Ungleichheitszeichens
im obigen Ausdruck 2) umgekehrt.
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Wie
vorstehend beschrieben, sind nach dieser Ausführungsform die Koordinaten
(x1i, y1i) und (x2i, y2i) der zwei Endpunkte eines jeden geraden Teilstücks der
geknickten Linie, die die „Fahrzeuggeschwindigkeit/Drosselklappenöffnung”-Kennlinie
beschreibt, im ROM 4c gespeichert, und die Bestimmung eines
Wechsels zu einer höheren
oder niedrigeren Gang-Stellung wird anhand der Ungleichungen in
den Ausdrücken
2) und 3) durchgeführt.
Da die Berechnung zwei Produkte und zwei Differenzen enthält, und
da keine Division enthalten ist, ist die Bearbeitungszeit kurz im
Vergleich zum Stand der Technik. Nach dieser Erfindung ist nicht
die Steigung des geraden Teilstücks
der geknickten Kennlinie im ROM gespeichert, sondern es sind die
Koordinaten gespeichert. Deshalb besteht für die Steigung keine Notwendigkeit
ganzzahlig zu sein, und der Grad der Freiheit bei der Festlegung
der Gang-Wechsel-Linie ist demzufolge viel größer.
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Darüber hinaus
wird bestimmt, wenn die Linie, die die Gleichung y2i = y1i erfüllt, ausgewählt ist, dass
ein Wechsel in eine höhere
Gang-Stellung zu erfolgen hat, wenn die Bedingung T < y1i zutrifft, und dass
ein Wechsel in eine niedrigere Gang-Stellung zu erfolgen hat, wenn
die Bedingung T > y2i
zutrifft. Der Bestimmungsprozess verlangt deshalb keine Berechnung
zur Ermittlung von Produkten oder Differenzen, und die für die Bestimmung
benötigte
Zeit kann weiter gekürzt
werden.
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Die
vorangegangene Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
zum Zwecke der Veranschaulichung der Erfindung darf nicht als Begrenzung
oder Beschränkung
für die
Erfindung angesehen werden, und viele Abänderungen könnten durchgeführt werden,
ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wird.
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Zum
Beispiel wurde entsprechend dieser Ausführungsform das gerade Teilstück, für das die Bedingung
x2i > V erfüllt ist,
und das den kleinsten Wert von x2i hat, ausgewählt auf der Basis der Fahrzeuggeschwindigkeit
V, jedoch kann auch das gerade Teilstück, für das die Bedingung y2i > T erfüllt ist, und
das den kleinsten Wert von y2i hat, ausgewählt werden auf der Basis der
Drosselklappenöffnung
T.
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Die
Vorteile der Gang-Wechsel-Steuerungseinrichtung nach der vorliegenden
Erfindung bestehen darin, dass die Bestimmung eines Wechsels zur höheren oder
niedrigeren Gang-Stellung keine Divisionsberechnung enthält, so dass
eine kurze Bearbeitungszeit und eine geringe Speicher-Kapazität erforderlich
sind, und dass die Steigungen der geraden Teilstücke, die die geknickten Linien
bilden, mit einem hohen Freiheitsgrad festgelegt werden können.